Травмы
Из каких материалов делают тазобедренный. Эндопротезы – искусственные суставы или замена суставов

Из каких материалов делают тазобедренный. Эндопротезы – искусственные суставы или замена суставов

Ничто не вечно под луной! Все в этом мире рождается, живет и умирает: люди, растения, города, государства, и даже звезды и планеты. Во время жизни мы постепенно теряем то, что получили при рождении - зубы, волосы, суставы, конечности. Но человечество не привыкло унывать, успешно осваивая искусственную замену - протезирование.

История протезирования

Люди с самых древних времен пытались найти замену утраченным частям тела. Как правило, протезы не представляли ни функциональной, ни косметической ценности. Самый древним протезом считается искусственный глаз, найденный в Иране рядом с женским скелетом (датируется 2900-2800 годами до нашей эры). Он изготовлен из легкого материала в виде полусферы. Покрытый золотом, он больше говорит о статусе женщины, чем сохраняет красоту лица.

Часто протез изготавливался простой формы, чтобы позволить человеку продолжать свою профессиональную деятельность : крюки, кольца, клещи. Только с развитием промышленности появилась возможность имитировать сгибающиеся суставы. Последние годы протезирование развивается все быстрее, используя новые технологии, материалы, приспособления и оборудования.

Возможно, в скором времени протезирование сменит клонирование, искусственно выращенные биоматериалы, позволяющие полностью восстановить утраченные функции организма.

Виды протезирования

Протезирование различается по следующим показателям:

По функциональности:

рабочий;
косметический.

По степени вживленности:

вживленные;
съемные.

Вживленный протез Съемный протез

Наиболее простым и в то же время самым востребованным является установка протезов зубов и суставов (эндопротезирование суставов).

Замена суставов

Эндопротезирование суставов представляет собой операцию, во время которой разрушенный сустав заменяется искусственным, анатомически идентичным суставом, выполненным из специальных материалов. Эндопротезирование выполняется на следующих местах:

Тазобедренный сустав.
Коленный.
Плечевой.
Локтевой.
Лучезапястный.
Межфаланговый.
Голеностопный.

Замена сустава - это протезирование на имплантах . Современные импланты представляют собой сложные изделия, узлы трения, позволяющие восстановить двигательные функции конечностей. Выполняются из следующих материалов:

Показания и противопоказания к операции

Нужна ли замена сустава, решает врач на основании рентгеновских снимков, выполненных в 2 проекциях. Можно использовать дополнительные исследования: компьютерную томографию (КТ) и магнитно-резонансную томографию (МРТ).

Для операции существуют следующие показания:

Внутреннее протезирование на имплантах противопоказано при таких заболеваниях:

заболевания сердца и бронхолегочной системы;
тромбофлебит и тромбоэмболия;
аллергические реакции;
расстройства мышечной и нервной системы;
гнойные инфекции.

Кроме того, существуют относительные противопоказания:

большой вес, ожирение;
гормональные расстройства;
онкология;
печеночная недостаточность.

Решение о проведении операции зависит от состояния больного, когда постоянная боль не снимается таблетками, уколами и физиотерапией.

Хирургическая операция

Протезирование на имплантах лучше рассмотреть на примере замены тазобедренного сустава. Тазобедренный и коленный сустав один из самых нагруженных во всем организме. Они воспринимают всю двигательную активность человека, а их разрушение - это полный отказ от полноценной жизни.

Операция на ноге проходит под общей или спино-мозговой анестезией. По объему заменяемого сустава подразделяются на:

поверхностные;
тотальные;
ревизионные.

По виду крепления протезов разделяется цементная и бесцементная фиксация. Тотальное тазобедренное протезирование на имплантах имеет следующий порядок:

У лежащего на боку пациента выполняется кожный и мышечный разрез.
Изменение положения ноги позволяет освободить головку сустава.
Удаление головки бедренной кости и подготовка впадины в тазовой кости.
В бедренную кость вставляется ножка протеза.
Во впадину тазовой кости устанавливается чаша с вкладышем из полиэтилена.
На ножке устанавливается головка эндо протеза.
Очищение разреза от крови и обломков кости.
Сшивание тканей.

Послеоперационный период и реабилитация

Период полного восстановления двигательной активности может занять от 6 месяцев до 1 года. Обычно послеоперационный период выглядит подобным образом:

Следует строго соблюдать послеоперационные правила:

Не сидеть на низких стульях.
Не скрещивать ноги в любом положении сидя или лежа.
Не делать резких поворотов тела при фиксированной нижней части.

Конечно, есть вероятность послеоперационных осложнений: воспалений, гематом, нагноений, отторжение протеза, образование тромбов и другие неприятностей, но соблюдение необходимых правил снижает вероятность их появления.

Эндопротезирование тазобедренного сустава давно уже стало классикой ортопедии. Эта операция проводится по многим показаниям, включающим в себя артриты, артрозы, некрозы тазобедренного сустава, а также травмы и переломы, консервативное лечение которых сопряжено с большим количеством осложнений, например, при переломе шейки бедра.

Перед процедурой замены тазобедренного сустава израильские специалисты проводят развернутую диагностику сустава, а также общего состояния организма пациента. Это позволяет подобрать наиболее подходящий тип протеза и крепления. Ведь чем лучше подходит организму пациента эндопротез, тем дольше будет срок его службы.

Типы операций

Выбор подходящей операции по замене тазобедренного сустава во многом определяется состоянием сустава, сохранностью его отдельных элементов. На сегодняшний день можно выделить следующие основные типа замены бедренного сустава:

однополюсное протезирование, то есть замена какой-то одной части сустава;
тотальное (двуполюсное) протизерование, при котором все части сустава меняются на искусственные;
артропластика, при которой заменяется только поврежденная хрящевая ткань сустава.

Способы крепления искусственного тазобедренного сустава

По типу фиксации эндопротезы тазобедренного сустава можно разделить следующим образом.

Протезы с цементной фиксацией , при которой имплантат фиксируется к костям пациента с помощью специального костного цемента. Такой тип искусственного тазобедренного сустава показан к установке при слабых костях или широкой области протезирования, поскольку он укрепляет область вокруг протеза. При замене тазобедренного сустава в Израиле в состав костного цемента также добавляется антибиотик, который, постепенно выделяясь, предотвращает микровоспаления вокруг искусственного элемента.

Протезы с бесцементной фиксацией . Структура этого имплантата шероховатая, что помогает здоровой костной ткани как бы врастать в протез, укрепляя его. Такой тип протезирования обычно показан молодым пациентам, у которых предполагается ревизионная замена импланта вследствие естественного износа через 20−25 лет службы.

Комбинированный протез с обоими типами фиксации . Этот метод применяется при тотальном протезировании сустава с неравномерно поврежденными элементами. Чаще искусственная вертлужная впадина крепится в костях таза естественным образом (вставляется), а ножка протеза фиксируется в бедренной кости с помощью цемента.

Материалы, используемые для эндопротезов тазобедренного сустава

Основные материалы, из которых изготавливаются имплантаты — это пластик, керамика и металлические сплавы. Разумеется, все эти материалы прошли тесты на биологическую совместимость и не могут вызвать отторжения или аллергических реакций. При выборе материала для эндопротеза учитывается состояние пациента и метод операции.

Пластиковые компоненты сустава обычно используются в том месте, где должно происходить скольжение элементов, то есть в поверхности вертлужной впадины. Для этого используется сверхпрочный пластик или полиэтилен, свойства которых приближаются к человеческому хрящу.

Керамические элементы тоже применяются в движущихся частях эндопротеза. Такие протезы очень прочные и ударостойкие, однако более тяжеловесные, чем те, в которых использованы пластиковые элементы.

Металлические элементы эндопротеза — это почти всегда ножка и шейка протеза, хотя титановые сплавы могут применяться и для изготовления искусственной головки сустава. Обычно в таких случаях вертлужная впадина также изготавливается из металла.

Нужно отметить, что все виды эндопротезов тазобедренного сустава , применяемые ортопедами развитых в медицинском плане стран, постоянно совершенствуются и становятся все более надежными и долговечными.

Использованы материалы сайта zamena-sustava.com

Общие принципы

Выбор материала при создании любого имплантата является важным этапом, нередко определяющим успех всего комплекса опытно-конструкторских исследований и производственных работ. При этом следует учитывать два основных принципа, которые, отражая тесную взаимосвязанность дизайна и материала, могут быть положены в основу медицинского материаловедения: 1) технические и биологические особенности конструкции зависят от соответствующих особенностей материала; 2) новые материалы позволяют реализовывать новые варианты дизайна имплантата.

Главной дизайнерской задачей при создании тотального эндопротеза является получение постоянного, длительно функционирующего имплантата, позволяющего устранить болевой синдром и улучшить функциональные возможности тазобедренного сустава путем воспроизведения искусственными сочленяющимися компонентами его нормальной пространственной геометрии, подвижности и опороспособности.
Вторичными задачами общего плана наиболее часто считают: простоту дизайна и применения, сберегательное отношение к тканям при имплантации, надежность и высокую устойчивость к разрушению и износу, долговечность функционирования, удобство в применении, минимизацию технических трудностей при замене изношенных и разрушенных имплантатов, удобство для промышленного производства, снижение стоимости.

В настоящее время все тотальные эндопротезы тазобедренного сустава принципиально включают два компонента: вертлужный (ацетабулярный) и бедренный. Основным требованием, предъявляемым к материалам для изготовления эндопротеза, является биосовместимость, определяемая как способность материала вызвать приемлемый ответ макроорганизма или не вызывать его совсем. Негативное влияние материала и продуктов его износа или деградации не должны приводить к значимым местным, системным и отдаленным эффектам, а положительное влияние может заключаться в виде ряда полезных, требуемых для решения задач эндопротезирования, проявлений, например, адгезии или врастания костной ткани.

К материалам, которые применяют в настоящее время в эндопротезировании тазобедренного сустава, относят: металлы и их сплавы, керамику, костный цемент (полиметилметакрилат), полиэтилен.

Основные материалы, из которых изготавливают компоненты эндопротезов

Металлы

Общими требованиями к металлам, применяемым для изготовления эндопротезов, являются: жесткость, прочность, эластичность, устойчивость к коррозии, возможность создавать требуемую структуру поверхности и биосовместимость.

Нержавеющие стали (Fe, С, Or, Ni, Mo) характеризуются низким содержанием углерода, что определяет неустойчивость к коррозии и механическим нагрузкам. Прочность нержавеющей стали может быть повышена холодной ковкой. Сплав стали BioDur108, содержащий Ni, с высоким содержанием азота и обладающий значительной коррозионной устойчивостью и лучшими прочностными характеристиками, применяют для изготовления цементных ножек эндопротезов.

Титан и его сплавы (CP-Ti (чистый титан - 98 - 99,6%), Ti-6AI-4V и др.) характеризуются высокой коррозионной устойчивостью и биосовместимостью. Чистый титан более вязкий, применяется для пористых покрытий, фиброметалла. Сплав Ti-6A1 -4V имеет большую механическую прочность. Модули торсионной и аксиальной жесткости наиболее близки к кости. Сплав чувствителен к разрушениям, связанным с образованием микрокаверн, обладает высокой поверхностной мягкостью.

Новые титановые сплавы - Я-титан (Я-Ti) - характеризуются преобладанием Я-фазы сплава, часто за счет высокого содержания Мо (более 10%), что позволяет повысить устойчивость к разрушению, в первую очередь к усталостному, а также на 20% снизить модуль упругости, приблизив его к модулю упругости кости. Ti-5AI-2,5Fe, Ti-6AI-17 Niobium не содержат относительно токсичный V, имеют более низкий модуль упругости. Ti-Ta30 имеет модуль термического расширения, близкий к керамике, что снижает риск ее разрушения при сочетании с металлическими имплантатами. Все титановые сплавы малоустойчивы к образованию дебриса. Чаще их применяют для изготовления бесцементных ножек, иногда после поверхностного упрочнения оксидированием или протонной бомбардировкой, и реже - цементных.

Сплавы Co-Cr (Co-Cr-Mo, Co-Ni-Cr-Mo, Co-Cr-Ni- W, Co-Ni-Cr-Mo-W-Fe) отличаются высокой коррозионной устойчивостью, возможно, обладают некоторой токсичностью и иммуногенностью за счет наличия никеля. Co-Ni-Cr имеет плохие фрикционные свойства, образует большое количество дебриса. Со-Сг-Мо обладает высокой твердостью и прочностью, применим в парах трения при изготовлении головок эндопротезов, а также в парах трения металл-металл. Последние характеризуются чрезвычайно низким износом, не образуют большого количества дебриса, однако их применение ограничивают существенные недостатки: излишняя жесткость (частично преодолима при установке металлического вкладыша в полиэтиленовую основу), повышающая риск расшатывания бедренного и вертлужного компонентов эндопротеза; длительность приработки трущихся поверхностей; повышение концентрации ионов металлов в биологических жидкостях и тканях (токсичность, аллергенность, возможно, онкогенность и тератогенность); высокая чувствительность к импинджменту; риск остеолитических реакций костной ткани, высокая стоимость. Вариантом пары трения металл-металл является Со-Сг пара с интеграцией корундовых кристаллов (Metasul), обеспечивающих еще более низкий износ.

Сплавы Zr и Та обладают высокими коррозионной устойчивостью, биосовместимостью, поверхностной жесткостью и малым образованием дебриса. Возможно создание трабекулярного металла. Истинный трабекулярный металл на основе тантала позволяет значительно повысить возможности остеоинтеграции, при этом не создавая проблемы зон соединения разнопрочностных сред.

Поверхность металлических компонентов эндопротезов может быть:

полированной (головки, вкладыши чашек при парах трения металл-металл, ножки цементной фиксации);
шероховатой, которую создают путем обработки в струе песка (ножки и чашки бесцементной фиксации 5-8 мкм);
пористой, которую создают путем спекания шариков или проволоки (ножки и чашки бесцементной фиксации);
трабекулярной, получаемой путем плазменного напыления металлом (чашки, а также ножки бесцементной фиксации);
с покрытием из гидроксиапатита, фосфата кальция и др.

Поверхности металлических компонентов эндопротезов могут не взаимодействовать с окружающими тканями, могут образовывать фиброзный блок, фиксироваться за счет адгезии кости (при наличии покрытий типа гидроксиапатитов), а также за счет импакции окружающей кости (press-fit) или ее врастания (шероховатая поверхность, фибро- и трабекулярный металл) (рис. 1).

Рис. 1. Примеры остеоинтеграции вертлужного и бедренного компонентов эндопротеза.

Керамика

Совершенствование керамических материалов позволило рассматривать их как некоторую альтернативу металлическим сплавам, а по некоторым своим характеристикам, прежде всего трибологическим, пара керамика-керамика обладает уникальными свойствами.

С точки зрения взаимодействия с тканями организма, керамические материалы могут быть подразделены на 3 группы:

инертная керамика, сохраняющая форму имплантата и поверхностную структуру без врастания тканей;
биоактивная керамика, сохраняющая форму имплантата и его внутреннюю структуру с врастанием окружающих тканей;
биодеградируемая, которая теряет форму, поверхностную и внутреннюю структуру имплантата с врастанием в нее, частичным или полным замеще
нием окружающими тканями.

При создании эндопротезов применяются следующие виды керамики:

На основе оксидов Al, Zr, Ti (Аl 2 O 3 ZrO, TiO): биоинертные, с высокой биологической совместимостью и поверхностной прочностью, применимы при создании пар трения керамика-полиэтилен и керамика-керамика. Циркониевая керамика за счет примеси иттрия характеризуется некоторой токсичностью.
Карбоновая керамика (С с различной структурой, C-Si): биоинертная, с хорошей биологической совместимостью и поверхностной прочностью. Применима для покрытия ножек и чашек протезов, а также в создании пар трения.
Кальция фосфаты и алюминаты (Cryst-Са 5 (РO)3(O), СаАl 2 O 3): биоактивные, небиодеградируемые. Могут обеспечивать взаимодействие между костью и другими биоматериалами, быть носителями лекарственных и биологически активных веществ (короткого срока действия, поверхностное высвобождение). Применимы для биоматериал-индуцированной и биоматериал-зависимой остеоинтеграции.
Кальция сульфаты, алюминаты и фосфаты (CaSO 4 , СаАl 2 O 3 , Amorph-Ca 5 (PO 4) 3 (OH)): биодеградируемые, с различным сроком замещения, могут быть носителями лекарственных и биологически активных веществ (длительного срока высвобождения). Аналогичная роль в создании эндопротезов.

Преимуществами керамических пар трения являются высокая износостойкость и более высокая чистота обработки поверхности, высокая биоинертность, устойчивость к коррозии. Недостатки: повышенная жесткость пары керамика-керамика, склонность к разрушению, в том числе самопроизвольному при нарушении технологии производства или имплантации, а также колкость (особенно, пары керамика-керамика) (рис. 2). Появление керамического дебриса приводит к катастрофически нарастающему износу пары трения (как керамика-полиэтилен, так и керамика-керамика), повышенному образованию продуктов разрушения с индукцией процессов остеолиза в костных ложах имплантатов и фиброзирования в мягких тканях. При ревизионных операциях отдельной проблемой является невозможность полного удаления остатков керамических частиц от первичного эндопротеза, повышающих износ уже ревизионной пары трения.

Рис. 2. Разрушение керамической головки эндопротеза.

Целесообразность применения биоактивных и биодеградируемых керамических покрытий дискуссионна. С одной стороны, они улучшают процесс остеоинтеграции, обладают остеокондуктивным эффектом, с другой, при толстослойном нанесении не происходит полного костного замещения керамики, и ее остатки при длительных циклических нагрузках, отслаиваясь от металлической поверхности имплантата, могут индуцировать образование продуктов износа и остеолиз.

Полиэтилен

Существуют полиэтилены низкой, средне-низкой, высокой, ультравысокой плотностей и ультравысокой плотности с поперечными связями. Полиэтилен применяют для создания пары трения. В настоящее время широкое распространение получил полиэтилен ультравысокой плотности и его производные, как правило, для изготовления вертлужного компонента. Пара трения металл (головка эндопротеза) - полиэтилен (чашка или вкладыш) до настоящего времени является эталонной. Для модификации полиэтилена ультравысокой плотности в конце 1970-х годов применяли углеродные волокна, повышающие модуль упругости и износостойкость, снижающие способность к деформациям (продукт Poly II, Zimmer). Однако опыт применения показал более высокую частоту разрушений элементов из Poly II, в том числе поверхностных. Частично это было связано с плохой воспроизводимостью технологии изготовления. В начале 90-х годов прошлого века появилась технология кристаллизации полиэтилена ультравысокой плотности без разрыва молекулярных цепей и потери молекулярной массы (Hylamer, DePuy), характеризовавшаяся повышением прочности продукта и его устойчивости к оксидации.

Стерилизация изделий из полиэтилена путем высокодозового гамма-облучения приводит к возникновению в них оксидативных реакций в виде двух основных направлений: разрыва молекулярных цепей и образования поперечных связей. Причем, если на поверхности образца преобладают реакции деградации полиэтилена, то в глубине растет уровень поперечных сшивок между его молекулами.

Технология создания полиэтилена с поперечными связями, позволяющая обеспечить образование их во всем объеме вещества, а также подавить реакции деградации, привела к получению высокопрочного и износостойкого материала, приближающегося по этим параметрам к парам трения металл-металл, однако позволяющего избежать таких недостатков металлических сочленений, как жесткость, токсичность и аллергенность (за счет повышения концентрации ионов кобальта, никеля и хрома в крови). Однако опыт применения полиэтилена с поперечными связями показал, что при всей перспективности экспериментальных и первых клинических результатов, существует нестабильность технологии производства этого материала, а также повышенный риск разрушения изделий из него при ударных нагрузках.

Таким образом, до настоящего времени наиболее применимым остается стандартный полиэтилен ультравысокой плотности, в том числе с вариантом рекристаллизации, а полиэтилен с поперечными связями сохраняет высокую перспективность как новый вариант высокопрочной пары трения.

Костный цемент

Многочисленными исследованиями доказано, что к преимуществам цементного протезирования можно отнести возможность использования простых моделей имплантатов, отсутствие сплошного контакта металлических элементов протеза с костью, возможность создания депо антибиотиков в зоне операции, обеспечение стабильной фиксации элементов протеза при наличии посттравматических и диспластических дефектов костного ложа и остеопороза различного генеза.

Выделены основные факторы, улучшающие механическое качество микросцепления цемента с костью: тщательность очистки костного ложа перед цементированием, прочность и местные регенеративные возможности кости, качество смешивания цемента, использование устройства герметичной подачи цемента. Для комплексного решения задачи по улучшению качества цементной фиксации разработана система мероприятий. Основными из них являются: дистальная заглушка канала бедренной кости, ретроградное заполнение бедренного канала костным цементом, дренирование бедренного костномозгового канала в процессе его заполнения цементом, формирование отверстий в вертлужной впадине для фиксации вертлужного компонента, вакуумное смешивание цемента, промывание цементируемой поверхности кости пульсирующей струей (пульсационный лаваж), чистка цементируемой поверхности нейлоновыми щеточками, дегидратация костной поверхности перед цементированием, прессуризация цемента при установке протеза. Имеются сведения о повышении эффективности цементирования при центрифугировании в процессе смешивания, Высокое качество подготовки цемента, его закладки в кость и равномерность распределения цементной мантии обеспечивается целым рядом разработанных устройств и оборудования, К ним относят: вакуумные смесители различных типов, предотвращающих формирование воздушных пузырей в цементной массе; специальные шприцы для ретроградной подачи цемента в полости, и, прежде всего, в канал бедренной кости; полиэтиленовые ограничительные заглушки и направители, формирующие цементную мантию в бедренном канале; наконец, устройства для прессуризации или вдавливания цемента в костные поры при его закладке. Применение усовершенствованной технологии цементирования позволило сократить количество ревизий по поводу инфекционных осложнений и замен имплантатов из-за асептического расшатывания.

Как правило, костный цемент состоит из двух компонентов - порошка (полимера) и жидкости (мономера). Полимер - основная часть костного цемента, от его состава зависят основные потребительские свойства цемента. В некоторых сортах цемента к полиметилметакрилату добавляют копо- лимеры, например, метакрилат, бутилметакрилат, стеарин. Так, добавление метакрилата увеличивает гидрофильность цемента, повышает его гибкость и вязкость. Добавление стеарина повышает не только гидрофобность, но и усталостные» свойства цемента. Добавление сульфата бария придает цементу рентгеноконтрастность.

Основные марки цемента различных фирм-производителей и тип полимера, виды мономера, соотношение жидкой и твердой частей основных марок костного цемента и максимальная температура их полимеризации представлены в таблицах.

Основные марки цемента и типы полимера

Температура и время полимеризации в зависимости от марки цемента и процентного содержания мономера

Марка цемента	Мономер	Температура полимеризации	Время полимеризации
Boneloc	50% метилметакрилат 20% изоборниметакрилат 30% n-децил метакрилат	36°С	11:00
Cemex RX	100% метилметакрилат	44°С	13:20
Sulfix-6	85% метилметакрилат 15% бутилметакрилат	48°С	10:50
Palacos R	100% метилметакрилат	56°С	10:40
CMW3	100% метилметакрилат	65°С	10:50
Simplex	100% метилметакрилат	69°С	11:50

При введении цемента в ткани в организме могут происходить как местные, так и общие реакции. Высокая температура при полимеризации цемента может сопровождаться повреждением контактирующей с цементом или имплантатом кости, особенно за счет денатурации белковых структур костной ткани. При температуре цементной мантии 72°С некроз кости возникает практически немедленно. Температура, равная 60°С, вызывает некроз через 5 секунд воздействия, 55° С - через 30 секунд, 47°С - через 1 минуту. Фирмы-производители изыскивают возможности снижения температурного воздействия на ткани. Общая реакция организма за счет токсического действия цемента заключается в кратковременном снижении артериального давления, транзиторной брадикардии. Эта реакция более выражена при использовании низковязкостных сортов цемента.

Дозировка смешивающих компонентов следующая: 10 мл жидкого компонента и 20 г порошкообразного, или соответственно 20 и 40 мл на 40 и 80 г порошка. Смешивать можно в открытой посуде плоской ложкой или в специальном вакуумном смесителе. Качество смешивания лучше в смесителе, но и время полимеризации цемента зависит от температуры окружающей среды и скорости смешивания.

Антимикробные свойства цемент приобретает при введении в него антибиотиков. При этом самым распространенным антибиотиком является гентамицин (Polakos, CMW). В цемент Simplex (Англия) введен тобрамицин. В последние годы в цемент стали чаще добавлять ванкомицин. Самостоятельное добавление в костный цемент порошка антибиотика во время операции недопустимо, так как изменяется химическая структура костного цемента. Лучше повысить дозу антибиотика для внутримышечного введения.

Зависимость времени готовности цемента от температуры окружающей среды

Р.М. Тихилов, В.М. Шаповалов
РНИИТО им. Р.Р. Вредена, СПб

В тазобедренном суставе тазовая и бедренная кость находятся в подвижном сочленении. Сустав имеет форму шара и способен двигаться во все стороны, запросто выдерживая даже очень большие нагрузки.

На тазобедренный сустав в организме ложится большая ответственность. Когда человек преодолевает пешком дистанцию в 5 км, сустав 10 000 раз испытывает нагрузку в 300 кг. Наклоны и распрямление тела, движение ног вперед и назад, повороты – все это сложный механизм, в котором задействован тазобедренный сустав.

Чтобы тазобедренный сустав был обеспечен максимальной подвижностью, шаровидная головка бедренной кости вставляется в вертлужную впадину таза. Для улучшения функции скольжения головки, она покрыта сверху толстым слоем хрящей и заключена в суставную сумку, в которой вырабатывается синовиальная (суставная) жидкость.

Благодаря этой жидкости суставной хрящ двигается в вертлужной впадине практически без трения. Дополнительная устойчивость достигается за счет самых сильных связок опорно-двигательного аппарата. Подвижность бедра становится возможной за счет сухожилий и мышц, располагающихся над костными выступами бедра.

Обратите внимание! При условии, что мышцы и хрящ здоровы, они могут выдерживать огромные нагрузки. Если в течение длительного времени они бездействуют, может развиться поражение хрящевой ткани и даже уменьшение глубины защитного хрящевого слоя.

Искусственный имплантат

Современный искусственный тазобедренный сустав значительно повышает качество жизни человека, который по каким-либо причинам утратил подвижность своего естественного сустава. Искусственный сустав обеспечивает пациенту возможность полноценно трудиться, заниматься спортом и отдыхать.

Имплантационное направление в медицине на сегодняшний день считается одним из успешных и востребованных методов лечения суставных патологий.

Что собой представляет искусственный сустав

Суставной тазобедренный имплантат заменяет вертлужную впадину и головку бедра. Сегодня замена больных частей сустава стала возможной с максимальным сохранением костной массы.

При вмешательстве первичном больные участки сустава заменяют искусственным тазобедренным имплантатом, который состоит из вертлужной впадины и стержня бедра. Стержень запрессовывается или цементируется в бедренной кости пациента. Примерно то же самое происходит и с вертлужной частью: она запрессовывается, цементируется или прикручивается болтами к тазовой кости.

На бедренный стержень устанавливают круглый шарнир, который свободно двигается в вертлужной впадине. Срок службы такого искусственного сустава составляет около 15-20 лет.

Когда имплантат выйдет из строя, пациенту потребуется повторная операция. Искусственный тазобедренный сустав в этом случае заменяется новым полностью или частично.

Из чего делают эндопротезы

На функциональность и срок эксплуатации искусственных протезов оказывают влияние разные факторы, одним из которых является материал, применяемый для изготовления имплантатов. К другим факторам относятся:

Возраст и вес пациента.
Трение суставных поверхностей.
Устройство костей.
Физическая активность.
Сопутствующие заболевания (хронический полиартрит и т.д.)

Чтобы сустав прослужил максимально долгий срок, производитель при изготовлении эндопротезов предъявляет к материалу самые высокие требования. Материал должен быть:

быть стойким к коррозии;
совмещаться с тканями и органами;
обеспечивать надлежащий прирост костной ткани.

Большая часть современных бедренных стержней и вертлужных впадин производится из титановых сплавов, которые отлично совмещаются с тканями организма. Востребован в этом плане и хром-кобальт. Чтобы обеспечить имплантатам высокую прочность, в процессе изготовления стержни бедра проходят горячую ковку.

В пару трения могут входить головки из сплава хром-кобальт или керамические головки бедра в комбинации с керамическими или полиэтиленовыми вкладышами.

Как крепится тазобедренный сустав

При выборе имплантата и типа его крепления необходимо руководствоваться следующими факторами:

состояние костной ткани;
уровень физической активности;
общее состояние здоровья пациента.

Эндопротез бедра, как впрочем, и искусственный коленный сустав, нужно прочно присоединить к аутогенной костной массе. Для этого протез зажимается винтами или цементируется. Для этого используется костный цемент – быстроотвердевающий полимерный материал.

Цементированный имплантат

Цемент моментально фиксирует вертлужную впадину в тазовой кости, а в кости бедренной – стержень бедра. Такой тазобедренный сустав в скором времени можно подвергать полноценным нагрузкам.

Нецементированный имплантат

Здесь вертлужная впадина крепится винтами или ее запрессовывают в тазовую кость, аналогично в бедренную кость запрессовывается стержень.

Комбинированная форма или гибридный искусственный сустав бедра

Такая комбинация объединяет в себе преимущества первых двух методов. Происходит запрессовка или винтовой крепеж вертлужной впадины в тазовой кости, а стержень протеза цементируется в бедренную кость. Это необходимо, если никак уже невозможно провести.

Совмещаемые с костной массой материалы имеют шероховатую поверхность, благодаря которой костная ткань врастает в структуру эндопротеза. Чем лучше кость, тем быстрее и прочнее происходит врастание.

На сегодня существует ряд производителей, которые создают и продают множество различных моделей и компонентов имплантатов. Окончательный выбор модели будет стоять за вашим врачом, он объяснит почему рекомендует именно его и по каким критериям он подходит. Затем у вас появится возможность найти дополнительную информацию, фото о подобранном эндопротезе и ознакомиться с ним более подробнее.

Только врач определяет тип необходимого протеза!

В поисках информации об операции по замещении коленного сочленения можно узнать о различных имплантатах на рынке. Их достаточно много, в основном они имеют одинаковую общую конструкцию, с незначительными различиями между ними в определенных концепциях дизайна. У каждого хирурга есть особые предпочтения - производители, с которыми им более удобно работать.

Компоненты коленного импланта.

Однако пациент должен понимать, что здесь идет речь не только об удобстве для хирурга, но и наиболее оптимальном варианте конструкции для больного.

При подборе имплантата хирург рассмотрит ваш возраст, вес, образ жизни и серьезность патологического процесса, а также пол, ваш рост.

В зависимости от характера заболевания может быть предложено несколько видов эндопротезирования - тотальное (при обширном разрушении сустава) и частичное (заменяется только часть сочленения). Отсюда и применяются различные виды имплантатов:

Подбор искусственного хряща должен проводиться квалифицированным специалистом и исключительно в индивидуальном порядке, учитывая все факторы. Важно понимать - имплантат, который подошел другому больному при таком же диагнозе, не означает, что он также будет максимально оптимальным вариантом для вас.

Жидкие протезы коленного сустава

Все чаще пациенты сталкиваются с понятием «жидкий протез», ошибочно принимая, что результат будет как от полноценного эндопротезирования. На самом деле, такой имплантат не является эндопротезом, а относится к новой технологии восстановления разрушенной хрящевой ткани при помощи инъекций специальными препаратами.

Биотехнологические компании разработали одношаговую минимально-инвазивную хирургическую процедуру для лечения дефектов хряща: гелеобразный имплантат.

Как было бы хорошо лечить артроз уколами, но к сожалению они не помогают.

Процедура представляет собой введение средства на основе гиалуроновой кислоты, которая выступает имитатором синовиальной жидкости. Таким образом, дальнейшее разрушение подвижного соединения можно приостановить, уменьшив чрезмерное трение суставных поверхностей.

Как правило, такая манипуляция назначается пациентам пожилого возраста при диагностировании снижения кислоты в суставной жидкости.

Жидкие имплантаты не являются полноценным лечением дегенеративно-дистрофических процессов в подвижных соединениях. Также они не могут применяться в качестве альтернативного метода при прямом назначении эндопротезирования, в том числе, не являются заменой при необходимости частичного замещения. Если требуется онкологический имплантат, жидкий не может стать его заменой.

Чаще всего используется гиалуроновая кислота в различных производных.

Введение гиалуроновой кислоты не проводится при выраженном воспалительном процессе и болевом синдроме. При наличии таковых, предварительно проводится противовоспалительная терапия и только потом возможно применение инъекций препарата.

Эффективность жидкого протеза невозможно сравнить с заменой сустава на искусственный, тем не менее положительные результаты некоторое время наблюдаются:

уменьшение болей , за счет чего можно сократить прием обезболивающих;
увеличение подвижности , возвращается возможность нормально ходить;
торможение процесса развития артроза.

Основные показания к инъекции	Противопоказания к данной терапии
Артроз в незапущенной стадии течения	Наличие аллергической реакции в действующим веществам препарата
В качестве дополнительной методики восстановления после артроскопии	Остро протекающий процесс разрушения сустава (такое лечение является нецелесообразным)
Как один из методов лечения после травмирования суставного сочленения	Наличие на поверхности кожного покрова колена раны или других повреждений
	Воспалительный процесс суставной ткани
	Период беременности и лактации
	Хроническое воспаление суставов (ревматоидный артрит)

При отсутствии положительного результата после первого введения лекарственного средства, последующие инъекции отменяются, как правило, назначается дополнительное исследование для выявления причин такого эффекта.

Данный вид лечения вполне новый, появился не более 10 лет назад. Сегодня чаще применяются препараты зарубежных производителей, например, Остенил или Ферматрон, также имеется более бюджетный вариант - аналог отечественного производителя, средство Гиастат. Стандартно проводится около 3 уколов, иногда 4, один раз в 7 дней. Средняя стоимость одного введения от 3000 до 6000 рублей.

Цены протезов

Установка протеза на место разрушенного сочленения - наиболее эффективный метод устранения патологического процесса, возвращения пациенту способности нормально передвигаться, а, следовательно, улучшения качества жизни. Основные показания по замене коленного сустава следующие:

артроз различной этиологии с выраженным деформирующим характером;
патологии аутоиммунного типа , вырабатывающие антитела, которые впоследствии разрушают ткани хряща;
острое нарушение структуры костной ткани, приводящее к асептическому некрозу;
диагностирование онкологического процесса , наличие раковых новообразований;
осложнения в ходе травмирования суставного сочленения .

Предварительно перед оперативным вмешательством проводится ряд диагностических мероприятий, в ходе которых устанавливаются показания и ограничения к данному типу хирургии. Основное исследование - рентгенологическое, позволяет установить стадию изношенности и подобрать наиболее оптимальный вариант эндопротеза.

Рентгена достаточно в 99% случаев.

Также важным моментом остается вопрос цены. Подобное ортопедическое вмешательство - сложная, высокотехнологическая процедура, по этой причине дешево стоить не может. Естественно, исключением является протезирование по квоте, в таком случае, пациенту не требуется за что-либо оплачивать.

Однако тем, кому квота не предоставляется, операция обойдется не дешево. Здесь необходимо учитывать не только стоимость самого протеза, а множество других факторов: в какой стране будет проведено протезирование - Москва или Европа, статус медицинского центра, опыт хирурга. Также на окончательную цену повлияет реабилитация, без которой невозможен положительный исход хирургического вмешательства.

Если говорить непосредственно о цене искусственного сочленения, то стоимость будет варьироваться в зависимости от страны производителя, качества используемых материалов. Тем не менее, нельзя дать утверждение о том, что, чем дороже имплантат, тем он лучше и дольше прослужит. Можно приобрести самую дорогостоящую конструкцию, но при установке не опытным хирургом, срок ее службы может в разы сократиться. А можно купить протез средней стоимости или даже отечественного производителя, в России, и при его имплантации квалифицированным специалистом увеличить период службы до 20 лет.

Все большей популярностью пользуются импланты из черной керамики, они подвержены более длительному износу, но и стоят в разы дороже.

Сегодня, на рынке ортопедических конструкций большой популярностью пользуется копания Zimmer, созданная 90 лет назад. Производитель предлагает хирургам полный набор ортопедических коленных имплантатов и дополнительных инструментов. Более чем одна четвертая замена коленных сочленений во всем мире проводится с использованием протезов Zimmer. Является мировым лидером в производстве качественных продуктов для замены суставных соединений, предоставляя возможность разрабатывать хирургу персонализированные решения при артропластике. Средняя цена коленного эндопротеза Zimmer будет варьироваться от 500 долларов.

Еще одной, не менее известной компанией - производителем ортопедических конструкций считается Stryker, основанная в 1941 году. Стремительное развитие связано с непревзойденным разнообразием высококачественных, инновационных продуктов и услуг, которые создают экономичные решения и улучшают качество жизни людей.

Примечательно, что наибольшее количество пациентов, решивших прибрести продукцию Stryker - женщины. Такая тенденция обусловлена, тем, что имплантаты данной фирмы проектируются с учетом потребностей как слабого пола, так и сильного. Сколько стоит? Цена ортопедических конструкции стартует от 400 долларов и будет зависеть от типа эндопротезирования и используемого материала.

На общую стоимость лечения так же влияет техника операции, чем менее она травматична, тем более она сложнее для хирурга и соответственно дороже.

Также существуют производители более бюджетного варианта, тем не менее качество продукции не страдает, к примеру: Genesis II. За последние 10 лет система Генезис стала одной из самых надежных систем коленного сустава на рынке. Компоненты протезов имеют специальную обработку хромом с низким коэффициентом трения, что значительно снижает износ и обеспечивает более высокий срок службы имплантата. Но, при всем этом, стоимость ортопедической конструкции будет немного ниже в отличии от двух, вышеописанных компаний - от 200-300 долларов.

Как уже упоминалось выше, высокая стоимость протеза не может гарантировать положительный исход операции. Лучше всего все свои силы направить на поиски высококвалифицированного ортопедического хирурга, способного не только профессионально подобрать искусственный имплантат, но и качественно провести замещение.

Действия пациента после установки

Даже если вы провели операцию в самой дорогой клинике Израиля или Германии, с использованием наиболее инновационного эндопротеза, то даже в таком случае говорить о 100% успешности вмешательства невозможно. Судить об исходе операции можно только после курса полноценного восстановления. Именно правильная реабилитация под контролем опытных специалистов будет являться критерием успешного эндопротезирования.

Операция по замене сустава - только первый шаг к восстановлению двигательной активности и возвращению к нормальной жизни без болей. Первая физическая активность начинается уже спустя сутки после замены, проводятся щадящие упражнения, далее нагрузка постепенно увеличивается. Помимо ЛФК, при отсутствии противопоказаний может назначаться лечебный массаж.

В целом, статистика, связанная с успешными результатами операций по замене коленного сустава, является исключительно хорошей. Тем не менее статистика, связанная с клиническим исходом, включая восстановление функциональных возможностей, а также снижения боли в ноге, менее успешна.

Успешные послеоперационные результаты и снижение ощущения боли в ноге и надколеннике не зависят от успешной работы только ортопедических хирургов. В большинстве случаев это зависит непосредственно от интенсивных усилий по использованию мер реабилитации со стороны пациента.

Коленный массаж как дополнение к основным методам ЛФК дает больному определенные преимущества, однако должен выполняться только профессионалом. Такая необходимость связана с возможными побочными эффектами, когда не корректное выполнение массажных манипуляций вызывало усиление болевого синдрома и развитие отечности. Однако при обращении к опытному специалисту, подобная терапия способна:

увеличить скорость снижения интенсивности послеоперационной боли;
быстрее восстановить амплитуду движений в ноге;
повысить уровень спокойствия у больного.

Как правильно делать массаж? Самостоятельно проводить не рекомендуется, так как для этого вы должны обладать определенными знаниями и пониманием правильного воздействия на ткани. Интенсивность и давление массажных движений должны быть легкими. Таким образом послеоперационный массаж колена может помочь уменьшить покраснение, отек и боль.

Кроме того, такой вид восстановления с одновременным проведением ЛФК, доказал свою помощь в решении проблем после хирургии - хронические боли из-за необработанных контрактур, шрамов и мышечных спаек. При таких побочных эффектах диапазон движения также уменьшается.

Суть операции

Замена родного сочленения на искусственный назначается в случаях, когда другие терапевтические методы не смогли приостановить процесс разрушения хряща. В зависимости от критичности патологического процесса врач может рекомендовать тотальное замещение или частичное, когда проводится имплантация той части, которая наиболее подверглась разрушению.

Эндопротезирование - достаточно дорогой вариант лечения, поэтому для пациента важно, чтобы сам искусственный хрящ служил как можно дольше. В среднем, искусственный сустав служит около 15-20 лет, однако при постоянном соблюдении всех рекомендаций врача, его срок службы реально продлить еще на 5-10 лет.

Цель такой процедуры заключается в иссечении поврежденных частей и замене их на имплантаты, которые чаще всего изготавливаются из титана, высокопрочной пластмассы или керамики. Благодаря протезированию у пациента появляется возможность избавиться от болей в ногах и восстановить двигательную активность.

Упрощенная схема имплантации коленного сустава.

Все оперативное вмешательство проводится под общим наркозом или эпидуральной анестезией. Более чем в 90% случаев хирургия проходит успешно без развития критических осложнений, даже если цена ортопедической конструкции была не самой высокой. В некотором роде такая процедура может гарантировать отсутствие болей, по большому счету, для этой цели она и совершается, однако пациенту следует понимать, что без последующей полноценной реабилитации болевой синдром вскоре возвращается. Помимо этого, может развиваться хромота, а риск необходимости ревизионного вмешательства в разы возрастает.

Как показывают отзывы и фото рентгеновских исследований пациентов до и после хирургии, в том числе реабилитации, существенные изменения в лучшую сторону видны невооруженным глазом. Пациенты отмечают улучшение не только физического состояния, но и психоэмоционального.

После тотальной операции по замене сустава.

После одномыщелковой замены сустава.

Для более благотворного восстановления после имплантации необходимо придерживаться ряда рекомендаций, это позволит быстрее адаптироваться и вернуться к нормальной жизнедеятельности:

прислушиваться и выполнять все предписания лечащего врача;
принимать назначенные медикаментозные препараты;
в обязательном порядке выполнять физические упражнения, в объеме рекомендованные специалистом;
не подвергать ногу чрезмерной нагрузке использовать костыли, трости.

Многие пациенты обнаруживают, что они стали более активны после хирургического вмешательства, поэтому часто забывают о мерах предосторожности и советах доктора.

Что касается физической активности, в целом:

Плавание, езда на велосипеде и игра в гольф безопасны, не провоцируют повышенной нагрузки на ноги.
Бег, баскетбол и другие контактные виды спорта, которые могут оказать давление на имплантат, небезопасны, поскольку они могут привести к преждевременному его изнашиванию.
Некоторые виды спорта, такие как парный теннис , можно играть, но, в расслабленном пассивном темпе.
Горные лыжи, катание на коньках и другие подобные виды спорта с достаточно высоким риском падения могут остаться в жизни пациента, но при условии, что больной ранее занимался данной нагрузкой, имеет хороший опыт.

Также важно поддерживать контакт с вашим доктором и проводить периодические проверки, чтобы колено продолжало работать должным образом. Не ждите планового осмотра у хирурга, если вы почувствовали боль, отек, скованность или необычное движение в коленной чашке.

Перед началом лечения, выбирайте не эндопротез или клинику, а врача. Ведь опытный врач может подарить Вам 10-15 лет активной жизни даже при условии самого дешевого импланта, а не опытный может Вас покалечить даже с самым лучшим эндопротезом.

Конечно, каждый человек отличается, и периоды восстановления могут варьироваться в зависимости от ряда факторов. Типичное полное восстановление составляет от 3 до 12 месяцев.

В отличие от пациентов с заменой тазобедренного сустава, которые должны проявлять повышенную бдительность, чтобы не вывихнуть их новые бедра, у пациентов с заменой коленного относительно низкий риск неприятных побочных эффектов, но все возможность осложнений существует.

Во избежании таких осложнений никуда не спешите, все получится со временем.

Независимо от целей человека, физическая терапия имеет важное значение для общего успеха ортопедической хирургии. Больные, которые посещают занятия по физической терапии и выполняют свои предписанные упражнения, быстрее восстанавливаются и имеют лучшие результаты, чем те, кто решил исключить реабилитационные мероприятия.

Обязательно перед лечением болезней консультируйтесь с врачом. Это поможет учесть индивидуальную переносимость, подтвердить диагноз, убедиться в правильности лечения и исключить негативные взаимодействия препаратов. Если вы используете рецепты без консультации с врачом, то это полностью на ваш страх и риск. Вся информация на сайте представлена для ознакомительных целей и не является лечебным пособием. Вся ответственность за применение лежит на вас.